JP6075027B2 - 共振器装置および信号処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、誘電体同軸共振器を基板上に設けてフィルタ回路や発振回路などを構成した共振器装置と、共振器装置を筐体内に収容している信号処理装置と、に関するものである。

誘電体同軸共振器を基板上に設けてフィルタ回路や発振回路などを構成したモジュール構造の共振器装置が従来から利用されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。共振器装置は、無線通信システムの基地局などの信号処理装置で利用される場合、数Ｗ（ワット）から数十Ｗの大電力が印加されることがある。共振器装置に大電力が印加されると、誘電体同軸共振器には大きな発熱が生じ、誘電体同軸共振器の周囲での電極やはんだの劣化、誘電体ブロックの破損、誘電体同軸共振器におけるＱ値の低下などが発生することがある。

そこで、特許文献１では、誘電体同軸共振器が有する貫通孔に内導体を充填し、誘電体同軸共振器の放熱性を高めた構成が記載されている。また、特許文献２では、誘電体同軸共振器が有する貫通孔に水冷用のチューブを設け、誘電体同軸共振器の放熱性を高めた構成が記載されている。また、特許文献３では、放熱用フィンが設けられたカバーを誘電体同軸共振器に取り付け、誘電体同軸共振器の放熱性を高めた構成が記載されている。

特開平０５−９０８１１号公報 実開平０６−６２６０８号公報 実開２００８−２１１３０９号公報

特許文献１の構成では、誘電体同軸共振器自体の放熱性を高めることができても、誘電体同軸共振器が搭載される基板の熱伝導性が低いと十分な放熱ができず、発熱に伴う問題を回避することができなかった。特に、熱伝導性が低いＰＣＢ基板に誘電体同軸共振器が搭載される場合には、ＰＣＢ基板を介した熱伝達が非常に小さく、誘電体同軸共振器からの放熱を行うことが難しかった。

特許文献２の構成では、水冷用の追加部品が必要となり、コストの低減や小型化、実装容易化などが難しかった。

特許文献３の構成では、誘電体同軸共振器の周辺での換気が十分でなければ、誘電体同軸共振器の周辺気温が高くなってしまうため、放熱用フィンによる高い放熱性を維持することが難しかった。また、放熱用フィンを設けたカバーの分だけ、共振器装置の製造コストや、サイズ、重量が増大してしまい、その上、カバーと誘電体同軸共振器との接合状態に応じて、誘電体同軸共振器の高周波特性（例えば減衰特性）の変動が生じてしまうという問題があった。

また、共振器装置においては、誘電体同軸共振器同士の結合や、誘電体同軸共振器と入出力端子との結合を実現するために、実装基板上にキャパシタやインダクタなどの結合素子（結合部材）が実装されることがある。この場合、共振器装置に数Ｗ（ワット）から数十Ｗの電力が印加されることで、誘電体同軸共振器だけでなく結合素子においても発熱が大きくなる。そのため、引用文献１〜３のような構成で誘電体同軸共振器の放熱性を改善できたとしても、結合素子における放熱性を改善することはできず、結合素子の周囲での電極やはんだの劣化、結合素子の破損などが発生することがあった。

そこで、本発明の目的は、簡易な構成で誘電体同軸共振器と結合素子（結合部材）からの放熱性を高めることができ、信頼性を高めた共振器装置および信号処理装置を提供することにある。

この発明の信号処理装置は、周波数回路を筐体に収容しており、基板と、誘電体同軸共振器と、結合部材と、接続端子と、筐体と、を備えている。また、この発明の共振器装置は、基板と、誘電体同軸共振器と、結合部材と、接続端子と、を備えている。または、この発明の共振器装置は、基板と、誘電体同軸共振器と、結合部材と、接続端子と、筐体と、を備えている。誘電体同軸共振器は、信号処理装置における周波数回路の構成素子であり、誘電体ブロックの正面を除く外面に外導体を設け、前記誘電体ブロックの貫通孔に内導体を設けてなる。結合部材は、誘電体同軸共振器の内導体に接続されるインピーダンス素子を構成している。基板は、誘電体同軸共振器および結合部材を天面に搭載している。接続端子は、誘電体ブロックの貫通孔に挿入されており、第一端が誘電体ブロックの正面側に突出して結合部材と接しており、第二端が誘電体ブロックの背面側に突出して筐体と接しており、基板よりも高い熱伝導性を有している。

以上の構成では、筐体に接する接続端子を介して、誘電体同軸共振器および結合部材から筐体への熱伝達がおこり、誘電体同軸共振器および結合部材の放熱性を高めることができる。筐体に接触させる接続端子の第二端は、外導体が設けられている誘電体ブロックの背面から突出しているので、接続端子を筐体に接触させても、誘電体同軸共振器の特性劣化が殆ど生じない。

上述の接続端子は棒状に構成されていると好適である。これにより、接続端子の第一端から第二端への熱伝導性が向上し、放熱性をより高めることができる。

上述の信号処理装置および共振器装置は、流動性と、共振器装置の基板よりも高い熱伝導性とを有する緩衝材を備え、接続端子の第二端が、緩衝材に覆われていると好適である。これにより、共振器装置や接続端子の取り付け位置にばらつきがあったり、接触面における平坦度が低くても、接続端子と筐体とが緩衝材を介して確実に接触することになり、接続端子と筐体との間での熱伝達効率を高められる。

上述の接続端子の第二端は、誘電体ブロックの背面側に直進してもよく、誘電体ブロックの底面側に屈曲してもよく、誘電体ブロックの天面側に屈曲してもよい。誘電体ブロックの背面側や天面側に位置する筐体の外装板は、共振器装置からの熱伝達経路が長いために、誘電体ブロックの底面側に位置する筐体の外装板よりも低温になりやすい。したがって、それらの外装板に接続端子の第二端が接触するように構成することにより、放熱性をより高められる。一方、誘電体ブロックの底面側に位置する筐体の外装板に、接続端子が接触するように構成すれば、共振器装置の筐体内での配置制約が緩くなり、設計自由度が向上する。

上述の信号処理装置および共振器装置は、複数の誘電体同軸共振器と、誘電体同軸共振器それぞれに取り付けられている複数の接続端子と、を備え、複数の接続端子のうちの、少なくとも一つを除いて、接続端子の第二端が前記誘電体ブロックの背面側に突出して前記筐体と接していると好適である。
例えば、中間に配置される誘電体同軸共振器には熱がこもり易く、その誘電体同軸共振器に取り付けられている接続端子を背面側に突出させて伝熱を図ることにより、効果的な放熱を図ることができる。また、回路構成によっては、結合部材で構成される特定のインピーダンス素子のみが高温になることがあるために、そのインピーダンス素子に接続される接続端子を誘電体同軸共振器の背面側に突出させて伝熱を図ることでも、効果的な放熱を図ることができる。

上述の誘電体同軸共振器は、底面の一部領域が基板から露出しており、筐体から内部空間に突出する突起部が、基板から露出する誘電体同軸共振器の底面に接するように設けられていると好適である。この構成では、誘電体同軸共振器の外導体に筐体の突起部が直接接触することになるので、誘電体同軸共振器から筐体への突起部を介した直接の熱伝達がおこり、誘電体同軸共振器からの放熱性をさらに高めることができる。

この発明によれば、誘電体同軸共振器と結合部材との間を電気的に接続する接続端子が、誘電体同軸共振器の貫通孔から背面側に突出して筐体に接するので、接続端子を介して、誘電体同軸共振器および結合部材から筐体への熱伝達がおこり、放熱性を高めることができる。その場合であっても、筐体に接触させる接続端子の第二端は、外導体が設けられている誘電体ブロックの背面から突出しているので、誘電体同軸共振器の特性変動が殆ど生じない。したがって、簡易な構成で、共振器装置や信号処理装置の信頼性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係る共振器装置を示す分解斜視図および平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る共振器装置を示す等価回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る信号処理装置の要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る共振器装置を示す平面図および信号処理装置の要部を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る信号処理装置の要部を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る信号処理装置の要部を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る信号処理装置の要部を示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る共振器装置を示す平面図である。 特定の回路構成例におけるインピーダンス素子の発熱量について説明する図である。 本発明の第７の実施形態に係る共振器装置を示す平面図および信号処理装置の要部を示す断面図である。 本発明の第８の実施形態に係る信号処理装置の要部を示す断面図である。 本発明の第９の実施形態に係る共振器装置を示す平面図および信号処理装置の要部を示す断面図である。

以下、本発明に係る信号処理装置を、携帯通信システムで利用される基地局や中継局とし、本発明に係る共振器装置を、基地局や中継局の周波数回路に利用される共振器装置とする例を説明する。なお、本発明に係る信号処理装置は、基地局や中継局の他、携帯通信端末や、携帯通信システム以外で利用される信号処理装置であってもよい。

《第１の実施形態》
図１（Ａ）は、第１の実施形態に係る共振器装置を示す分解斜視図である。図１（Ｂ）は、第１の実施形態に係る共振器装置を示す平面図である。
第１の実施形態に係る共振器装置１は、複数の誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板５とを備えている。

誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃは、それぞれ、誘電体ブロック２１と、外導体２２と、内導体２３とを備えている。誘電体ブロック２１は、誘電体材料からなり、正面と背面と天面と底面と右側面と左側面とを有する六面体であって、正面と背面とに開口する貫通孔２４が設けられている。より具体的には、誘電体ブロック２１は、ＬＴＣＣ（低温同時焼結セラミックス）からなり、正面および背面が正方形状であり、正面と背面との間を長手とする長方体である。外導体２２は、誘電体ブロック２１の外面のうち、正面を除く五面それぞれの全面に設けられている。内導体２３は、貫通孔２４の内面に設けられている。誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃは、誘電体同軸共振器２Ａと誘電体同軸共振器２Ｂとの間に誘電体同軸共振器２Ｃが挟まれるように配列されている。
ここでは、誘電体ブロック２１の正面には外導体２２を設けずに背面に外導体２２を設けて、内導体２３を、外導体２２に対して一端短絡、且つ、一端開放としている。これにより、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃは、１／４波長共振器として構成されている。

接続端子３Ａは、誘電体同軸共振器２Ａに取り付けられている。接続端子３Ｂは、誘電体同軸共振器２Ｂに取り付けられている。接続端子３Ｃは、誘電体同軸共振器２Ｃに取り付けられている。接続端子３Ａ〜３Ｃは、銅やアルミなどの素材からなり、それぞれ、断面形状が円形の棒状であり、誘電体ブロック２１の貫通孔２４に挿入され、貫通孔２４の内部に設けられている内導体２３にはんだ付けされている。接続端子３Ａ〜３Ｃは、第一端３１と第二端３２とを有しており、第一端３１は、貫通孔２４から誘電体ブロック２１の正面側に突出し、第二端３２は、貫通孔２４から誘電体ブロック２１の背面側に突出している。

結合部材４は、誘電体板４１と、天面電極４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃと、底面電極４３Ａ，４３Ｂと、を備えている。誘電体板４１は、ＬＴＣＣやガラスエポキシなどからなり、天面および底面が長方形状の平板である。天面電極４２Ａ〜４２Ｃは、誘電体板４１の天面に長手方向に並べて配置されており、天面電極４２Ａと天面電極４２Ｂとの間に天面電極４２Ｃが挟まれている。天面電極４２Ａは、接続端子３Ａがはんだ付けなどの接合法を用いて取り付けられている。天面電極４２Ｂは、接続端子３Ｂがはんだ付けなどの接合法を用いて取り付けられている。天面電極４２Ｃは、接続端子３Ｃがはんだ付けなどの接合法を用いて取り付けられている。
底面電極４３Ａ，４３Ｂは、誘電体板４１の底面に設けられている。底面電極４３Ａと天面電極４２Ａとは、互いの一部領域同士が誘電体板４１を介して対向するように設けられている。また、底面電極４３Ｂと天面電極４２Ｂとは、互いの一部領域同士が誘電体板４１を介して対向するように設けられている。このため、底面電極４３Ａ，４３Ｂと天面電極４２Ａ，４２Ｂとは、容量結合している。

ＰＣＢ基板５は、板部５１と、接続電極５２Ａ，５２Ｂと、接地電極５３と、を備えている。板部５１は、ガラスエポキシなどからなる概略正方形状の平板である。接続電極５２Ａは、板部５１の天面から左側面を経由して底面に至るように設けられている。接続電極５２Ｂは、板部５１の上面から右側面を経由して下面に至るように設けられている。接地電極５３は、板部５１の天面から背面を経由して底面に至るように設けられている。

接続電極５２Ａ，５２Ｂの天面側には、結合部材４が取り付けられている。そして、接続電極５２Ａは、結合部材４の底面電極４３Ａがはんだ付けなどの接合法を用いて接合されている。接続電極５２Ｂは、結合部材４の底面電極４３Ｂがはんだ付けなどの接合法を用いて接合されている。接地電極５３の天面側には、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃが取り付けられており、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの外導体２２がはんだ付けなどの接合法を用いて接合されている。なお、図示していないが接地電極５３は、板部５１の底面側では結合部材４および誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃに対向するような形状で設けられている。

そして、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃは、背面側の端部がＰＣＢ基板５から背面方向に突出するように配置されている。即ち、共振器装置１を底面側から視て、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの背面側の端部が、ＰＣＢ基板５から露出している。

図２は、共振器装置１の等価回路図である。

誘電体同軸共振器２Ａは、入出力段の１／４波長共振器を構成しており、接続電極５２Ａが構成する外部接続端子と、静電容量Ｃｅを介して開放端が結合している。また、誘電体同軸共振器２Ｂも、入出力段の１／４波長共振器を構成しており、接続電極５２Ｂが構成する外部接続端子と、静電容量Ｃｅを介して開放端が結合している。静電容量Ｃｅは、結合部材４において、天面電極４２Ａ，４２Ｂと底面電極４３Ａ，４３Ｂとが誘電体板４１を介して対向することにより構成されている。

誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂが構成する入出力段の１／４波長共振器と、誘電体同軸共振器２Ｃが構成する中間段の１／４波長共振器とは、開放端同士が静電容量Ｃｋを介して結合している。静電容量Ｃｋは、結合部材４において、天面電極４２Ａ，４２Ｂと天面電極４２Ｃとが隣り合うことにより構成されている。

誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃが構成する１／４波長共振器それぞれの開放端は、静電容量Ｃｓを介して接地されている。静電容量Ｃｓは、結合部材４において、天面電極４２Ａ〜４２Ｃが、誘電体板４１およびＰＣＢ基板５を介して、ＰＣＢ基板５の底面に形成されている接地電極５３と対向することにより構成されている。

このように、結合部材４は、各誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃに電気的に接続されるインピーダンス素子として、静電容量Ｃｅ，Ｃｋ，Ｃｓを構成している。そして、共振器装置１は、互いに容量結合する３段の１／４波長共振器と、入出力段の共振器に容量結合する外部接続端子と、からなり、帯域通過型のフィルタ回路（ＢＰＦ回路）を構成している。なお、共振器装置１は、誘電体同軸共振器を備えて構成されるならば、別の回路構成であってもよい。例えば、異なる段数の共振器を備えても良い。また、帯域阻止フィルタ（ＢＥＦ）や、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、発振回路などであってもよい。

図３は、第１の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

信号処理装置１１は、前述の共振器装置１と、実装基板１２と、筐体１３と、を備えている。実装基板１２は、平板状であり、天面に共振器装置１を含む複数の素子やモジュールを実装して通信回路を構成するものである。筐体１３は、全体像については図示していないが内部空間を有する箱型のアルミ筐体であり、共振器装置１を実装する実装基板１２や、図示していない電源モジュールなど、多種のモジュールを内部に収容するものである。なお、筐体１３は、共振器装置１のＰＣＢ基板５よりも熱伝導率の高い素材で構成されていると好適である。

筐体１３は、底面側外装板１４と、突起部１５と、背面側外装板１６と、を備えている。底面側外装板１４は、平板状であり、共振器装置１の底面側に位置し、筐体１３の一面を構成している。背面側外装板１６は、平板状であり、共振器装置１の背面側に位置し、筐体１３の一面を構成している。底面側外装板１４と背面側外装板１６とは、それぞれ、筐体１３の内部空間と外部空間とに面している。突起部１５は、底面側外装板１４から筐体１３の内部空間に突起している。

共振器装置１は、実装基板１２の天面の端に配置した状態で、実装基板１２に実装されている。誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃに重なるＰＣＢ基板５の背面側の側面と、実装基板１２の背面側の側面とは面一になるように位置合わせされている。したがって、共振器装置１を実装している状態の実装基板１２を底面側から視ると、実装基板１２から誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃが露出している。
そして、実装基板１２は、図示しないボルトやナットなどを用いて、筐体１３の底面側外装板１４に取り付けられている。この状態で、共振器装置１の接続端子３Ａ〜３Ｃの第二端３２は、背面側外装板１６に接触するように構成されている。即ち、接続端子３Ａ〜３Ｃの第二端３２は、実装基板１２を底面側外装板１４に取り付けた状態で、背面側外装板１６に接触するように、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃからの突出長さが設定されている。したがって、ＰＣＢ基板５よりも熱伝導率の高い素材である銅やアルミなどで構成されている接続端子３Ａ〜３Ｃを介した熱伝達により、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃおよび結合部材４から筐体１３への放熱が行われる。

また、実装基板１２が底面側外装板１４に取り付けられている状態で、共振器装置１における誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの底面に突起部１５が接触するように、突起部１５は設けられている。即ち、突起部１５は、実装基板１２を底面側外装板１４に取り付けた状態で、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの底面に接触するように、その位置と突起高さとが設定されている。したがって、ＰＣＢ基板５よりも熱伝導率の高い素材であるアルミなどで構成されている突起部１５を介した熱伝達により、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃから筐体１３への放熱が行われる。

このような構成の信号処理装置１１は、共振器装置１に数Ｗ（ワット）から数十Ｗほどの高い電力が印加されても、熱伝導性の良好な接続端子３Ａ〜３Ｃおよび突起部１５を介した熱伝達によって、結合部材４および誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃから筐体１３への放熱が行われる。筐体１３は、熱容量および表面積が大きく、且つ、外気に接しているため、放熱性が極めて高く、結合部材４および誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃは高温になりにくい。したがって、このような構成の信号処理装置１１によれば、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃにおける熱による損壊の発生やＱ値の低下、結合部材４における熱による損壊などが起こり難くなり、信号処理装置１１および共振器装置１の信頼性や性能安定性が向上することになる。

また、ここでは接続端子３Ａ〜３Ｃおよび突起部１５は、導電性を有する材料で構成しており、接続端子３Ａ〜３Ｃおよび突起部１５を直接、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの外導体２２に接触させているため、筐体１３が信号処理装置１１のアースとして機能する場合には、接続端子３Ａ〜３Ｃおよび突起部１５を介して外導体２２が接地される。これにより、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃにおける外導体２２のアース性が向上し、減衰量の増加などの特性改善も実現することができる。ただし、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの放熱性の改善という観点からは、接続端子３Ａ〜３Ｃや突起部１５を介した導通は必ずしも必要では無いため、接続端子３Ａ〜３Ｃと外導体２２との接触面や、突起部１５と外導体２２との接触面には、不導体膜などが形成されていてもよい。

また、共振器装置１および信号処理装置１１は、上述の具体的構成に限らず、特許請求の範囲に記載した構成の範囲内で、別の具体的構成であってもよい。例えば、共振器装置１のみを囲うケースを設け、そのケースに、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの底面を露出させる開口部と、接続端子３Ａ〜３Ｃを通過させる開口部とを設けるようにしてもよい。また、共振器装置１のみを囲うケースに、接続端子３Ａ〜３Ｃの第二端を接触させるように構成してもよく、また、そのケースに、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの底面に接触する突起部を設けるように構成してもよい。

≪第２の実施形態≫
図４（Ａ）は、第２の実施形態に係る共振器装置を示す平面図である。図４（Ｂ）は、第２の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

第２の実施形態に係る共振器装置６１は、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板６２とを備えている。ＰＣＢ基板６２は、板部６３と、接続電極５２Ａ，５２Ｂと、接地電極５３と、を備えている。第２の実施形態に係る信号処理装置６４は、共振器装置６１と、実装基板１２と、筐体６５とを備えている。誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、結合部材４と、接続電極５２Ａ，５２Ｂと、接地電極５３と、実装基板１２とは、第１の実施形態で示した構成と同様のものである。

筐体６５は、第１の実施形態で示した構成と同様の底面側外装板１４と背面側外装板１６とを備えているが、突起部の構成を省いたものである。また、板部６３は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃが底面側に露出しないように、第１の実施形態よりも背面側に寸法を伸長して構成されたものである。この板部６３に対して、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃは、正面側の端部から背面側の端部まで全体が板部６３に重なるように配置されている。

本実施形態の信号処理装置６４においては、共振器装置６１から筐体６５への直接的な熱伝達を、接続端子３Ａ〜３Ｃのみにより実現している。このように、本発明に係る信号処理装置および共振器装置は突起部を省いて構成してもよい。

≪第３の実施形態≫
図５は、第３の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

第３の実施形態に係る信号処理装置７１は、第２の実施形態で説明した共振器装置６１と筐体６５とに加えて、緩衝材７２を備えている。緩衝材７２は、接続端子３Ａ〜３Ｃの第二端３２と、背面側外装板１６との接触面に配置されて、接続端子３Ａ〜３Ｃと背面側外装板１６とを確実に接触させるものである。緩衝材７２としては、例えば、シリコングリスなどのような、ＰＣＢ基板６２よりも良好な熱伝導性と、高い流動性とを有する材料のものを採用することが望ましい。このような緩衝材７２を設けることにより、信号処理装置７１において、結合部材４および誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃから筐体６５への熱伝達効率をさらに高めることができる。

なお、緩衝材７２は、第２の実施形態で示した構成だけでなく、第１の実施形態で示した構成に追加して設けても良い。どのような構成であっても、緩衝材を接続端子と筐体との接触面に設けることにより、より確実な接触と、熱伝達効率の改善とを図ることができる。

また、緩衝材７２は、導電性を有していても、導電性を有していなくてもよいが、導電性を有している場合には、誘電体同軸共振器におけるアース性能の改善を図ることができる。

≪第４の実施形態≫
図６は、第４の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

第４の実施形態に係る信号処理装置８１は、共振器装置８２と、実装基板１２と、筐体６５と、を備えている。共振器装置８２は、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子８３Ａ〜８３Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板６２とを備えている。実装基板１２と、筐体６５と、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板６２とは、第２の実施形態で示した構成と同様なものである。

接続端子８３Ａ〜８３Ｃは、第一端８４と第二端８５とを有しており、第一端８４は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの正面側に突出し、第二端８５は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの背面側に突出して、底面側に屈曲している。そして、接続端子８３Ａ〜８３Ｃの第二端８５が底面側外装板１４に接触するように、共振器装置８２は実装基板１２に実装され、実装基板１２は筐体６５の底面側外装板１４に取り付けられている。したがって、接続端子８３Ａ〜８３Ｃを介した熱伝達により、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃおよび結合部材４から筐体６５への放熱が行われている。

なお、接続端子８３Ａ〜８３Ｃが接触している底面側外装板１４は、共振器装置８２が取り付けられるために、背面側外装板１６よりも高温になり易く、放熱性の観点からは、第１〜第３の実施形態のように、接続端子を背面側外装板１６に接触させるほうが好ましい。しかしながら、接続端子を背面側外装板１６に接触させる場合には、共振器装置を背面側外装板１６に近接させる必要があるが、本実施形態のように、接続端子を底面側外装板１４に接触させる場合には、そのような配置制約が無いため、高い設計自由度を実現することができる。

≪第５の実施形態≫
図７は、第５の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

第５の実施形態に係る信号処理装置９１は、共振器装置９２と、実装基板１２と、筐体９６と、を備えている。共振器装置９２は、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板６２とを備えている。筐体９６は、底面側外装板１４と、天面側外装板９７と、を備えている。実装基板１２と、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板６２と、底面側外装板１４とは、第２の実施形態で示した構成と同様なものである。

接続端子９３Ａ〜９３Ｃは、第一端９４と第二端９５とを有しており、第一端９４は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの正面側に突出し、第二端９５は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの背面側に突出して、天面側に屈曲している。そして、接続端子９３Ａ〜９３Ｃの第二端９５が天面側外装板９７に接触するように、共振器装置９２は実装基板１２の天面に実装され、実装基板１２は筐体９６の底面側外装板１４に取り付けられている。したがって、接続端子９３Ａ〜９３Ｃを介した熱伝達により、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃおよび結合部材４から筐体９６への放熱が行われている。

なお、接続端子９３Ａ〜９３Ｃが接触している天面側外装板９７は、共振器装置８２からの熱伝導の経路が長いため高温になり難く、放熱性の観点からは、第１〜第４の実施形態のように、背面側外装板１６や底面側外装板１４に接続端子を接触させるよりも、本実施形態の方が好ましい。

≪第６の実施形態≫
図８は、第６の実施形態に係る共振器装置を示す平面図である。

第６の実施形態に係る共振器装置１０１は、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子１０３Ａ，１０３Ｂ，３Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板６２とを備えている。接続端子１０３Ａ，１０３Ｂは、接続端子３Ｃと同様に、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂの正面側に第一端が突出しているが、接続端子３Ｃとは異なり、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂの背面側には、第二端が突出していない。即ち、接続端子１０３Ａ，１０３Ｂは、従来と同様の構成のものであり、接続端子３Ｃのみが、本発明の熱伝達用途に利用される構造のものである。

誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃそれぞれの発熱量が等しい場合、外側に位置する誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂから周辺大気への放熱量に比べて、中間に位置する誘電体同軸共振器２Ｃから周辺大気への放熱量は小さく、誘電体同軸共振器２Ｃは熱がこもり易い。そこで、本実施形態においては、中間に位置する誘電体同軸共振器２Ｃのみに、本発明の構造の接続端子３Ｃを取り付けて、熱がこもり易い誘電体同軸共振器２Ｃからの放熱性を改善している。

なお、共振器装置の回路構成によっては、各誘電体同軸共振器に接続されるインピーダンス素子における発熱量に相違が生じる。即ち、結合部材４の部位によって発熱量が相違する。そこで、発熱量の大きいインピーダンス素子に接続される接続端子のみ、本発明の構造としてもよい。

図９は、共振器装置の回路構成例と、インピーダンス素子ごとの発熱量の関係を示す図である。図９（Ａ）に示す回路構成では、５つの誘電体同軸共振器１０９Ａ〜１０９Ｅと、７つのキャパシタンスＣ１〜Ｃ７とを設けている。この回路構成においては、図９（Ｂ）に示すように、キャパシタンスＣ１〜Ｃ７それぞれにおける発熱量は互いに相違し、キャパシタンスＣ７における発熱量が最も大きくなることがある。そのような場合には、キャパシタンスＣ７に接続される誘電体同軸共振器１０９Ｅの貫通孔に取り付けられる接続端子を、本発明の構造、即ち、誘電体同軸共振器１０９Ｅの背面側に第二端が突出して筐体に接触する構造とすることにより、結合部材からの効果的な放熱を実現することが可能になる。

≪第７の実施形態≫
図１０（Ａ）は、第７の実施形態に係る共振器装置を示す平面図である。図１０（Ｂ）は、第７の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

第７の実施形態に係る共振器装置１１１は、誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、結合部材４と、ＰＣＢ基板１１２とを備えている。信号処理装置１１５は、共振器装置１１１と、実装基板１１６と、筐体１３と、を備えている。誘電体同軸共振器２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、接続端子３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、結合部材４と、筐体１３と、は第１の実施形態で示した構成と同様のものである。

ＰＣＢ基板１１２は、天面および底面に開口する孔状の開口部１１４を備えている。開口部１１４は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの下面の一部領域をＰＣＢ基板１１２から露出させるものである。また、実装基板１１６も、共振器装置１１１と同様に、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの下面の一部領域を実装基板１１６から露出させる孔状の開口部が形成されている。筐体１３は、底面側外装板１４から突起する突起部１５を備えており、突起部１５は、ＰＣＢ基板１１２と実装基板１１６との開口部に挿入され、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの底面の一部領域に接触している。

このような構成の共振器装置１１１は、正面−背面間での重心の位置が、ＰＣＢ基板１１２上になる。したがって、前述の第１の実施形態のように、矩形のＰＣＢ板の端面から誘電体同軸共振器が背面側に突出する構成に比べて、共振器装置１１１を実装する際のＰＣＢ基板１１２の安定性が高まり、実装作業における作業性がより良好なものになる。また、共振器装置１１１において、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの正面側端部だけでなく、背面側端部においてもＰＣＢ基板１１２の接地電極との接触が生じるので、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの外導体と接地電極との接触面積を稼ぐことができ、接触抵抗が低減する。また、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの外導体におけるアース電位のばらつきが低減し、より良好なアース性能を実現できる。

≪第８の実施形態≫
図１１は、第８の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

第８の実施形態に係る信号処理装置１２１は、第７の実施形態で示した共振器装置１１１および筐体１３に加えて、緩衝材１２２を備えるものである。緩衝材１２２は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃと、突起部１５との接触面に配置されて、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃと突起部１５とを確実に接触させるものである。緩衝材１２２としては、例えば、シリコングリスなどのような、ＰＣＢ基板１１２よりも良好な熱伝導性と、高い流動性とを有する材料のものを採用することが望ましい。このような緩衝材１２２を設けることにより、信号処理装置１２１において、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃから筐体１３への熱伝達効率をさらに高めることができる。

≪第９の実施形態≫
図１２（Ａ）は、第９の実施形態に係る共振器装置を示す平面図である。図１２（Ｂ）は、第９の実施形態に係る信号処理装置の要部構成を示す断面図である。

第９の実施形態に係る信号処理装置１３１は、第７の実施形態で示した共振器装置１１１および筐体１３に加えて、カバー材１３２を備えるものである。カバー材１３２は、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃを束ねるように設けられる筒状のアルミ部材である。また、カバー材１３２は、共振器装置１１１と、筐体１３の突起部１５との間に設けられ、突起部１５に接触している。

このように、共振器装置１１１にカバー材１３２を設ける場合には、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃから周辺雰囲気への放熱を増やすことができ、より良好な放熱性を実現することができる。また、カバー材１３２により、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃの外導体におけるアース電位のばらつきを低減することができ、アース性能の改善などの効果がある。
なお、カバー材１３２に突起部１５を接触させるため、カバー材１３２の厚みの分だけ、突起部１５の突起高さを低減することができる。このことを換言すれば、突起部１５の突起高さが、実装基板の厚みよりも薄い場合に、カバー材１３２を厚み調整用の部材として設けることで、誘電体同軸共振器２Ａ〜２Ｃからの突起部１５を介した放熱を実現することが可能になる。

１，６１，８２，９２，１０１，１１１…共振器装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…誘電体同軸共振器
２１…誘電体ブロック
２２…外導体
２３…内導体
２４…貫通孔
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ…接続端子
３１，８４，９４…第一端
３２，８５，９５…第二端
４…結合部材
４１…誘電体板
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…天面電極
４３Ａ，４３Ｂ…底面電極
５，６２，１１２…ＰＣＢ基板
５１，６３…板部
５２Ａ，５２Ｂ…接続電極
５３…接地電極
１１，６４，７１，８１，９１，１１５，１２１，１３１…信号処理装置
１２，１１６…実装基板
１３，６５，９６…筐体
１４…底面側外装板
１５…突起部
１６…背面側外装板
７２，１２２…緩衝材
９７…天面側外装板
１１４…開口部
１３２…カバー材

Claims (17)

1. 周波数回路を筐体に収容している信号処理装置であって、
   前記周波数回路の構成素子であり、誘電体ブロックの正面を除く外面に外導体を設け、前記誘電体ブロックの貫通孔に内導体を設けてなる誘電体同軸共振器と、
   前記内導体に接続されるインピーダンス素子を構成している結合部材と、
   前記誘電体同軸共振器および前記結合部材を天面に搭載している基板と、
   前記誘電体ブロックの貫通孔に挿入され、第一端が前記誘電体ブロックの正面側に突出して前記結合部材と接しており、第二端が前記誘電体ブロックの背面側に突出して前記筐体と接しており、前記基板よりも高い熱伝導性を有する接続端子と、
   を備える、信号処理装置。
2. 前記接続端子は棒状に構成されている、請求項１に記載の信号処理装置。
3. 流動性と、前記基板よりも高い熱伝導性とを有する緩衝材を備え、
   前記接続端子の第二端が、前記緩衝材に覆われている、請求項１または２に記載の信号処理装置。
4. 前記接続端子の第二端が、前記誘電体ブロックの背面側に直進する、請求項１〜３のいずれかに記載の信号処理装置。
5. 前記接続端子の第二端が、前記誘電体ブロックの底面側に屈曲する、請求項１〜３のいずれかに記載の信号処理装置。
6. 前記接続端子の第二端が、前記誘電体ブロックの天面側に屈曲する、請求項１〜３のいずれかに記載の信号処理装置。
7. 複数の前記誘電体同軸共振器と、前記誘電体同軸共振器それぞれに取り付けられている複数の接続端子と、を備え、
   前記複数の接続端子のうちの、少なくとも一つを除いて、接続端子の第二端が前記誘電体ブロックの背面側に突出して前記筐体と接している、請求項１〜６のいずれかに記載の信号処理装置。
8. 前記誘電体同軸共振器は、底面の一部領域が前記基板から露出しており、
   前記筐体から前記筐体の内部空間に突出する突起部が、前記基板から露出する前記誘電体同軸共振器の底面に接するように設けられている、請求項１〜７のいずれかに記載の信号処理装置。
9. 誘電体ブロックの正面を除く外面に外導体を設け、前記誘電体ブロックの貫通孔に内導体を設けてなる誘電体同軸共振器と、
   前記内導体に接続されるインピーダンス素子を構成している結合部材と、
   前記誘電体同軸共振器および前記結合部材を天面に搭載している基板と、
   前記誘電体同軸共振器を内部空間に収容する筐体と、
   前記誘電体ブロックの貫通孔に挿入され、第一端が前記誘電体ブロックの正面側に突出して前記結合部材と接しており、第二端が前記誘電体ブロックの背面側に突出して前記筐体と接しており、前記基板よりも高い熱伝導性を有する接続端子と、
   を備える、共振器装置。
10. 誘電体ブロックの正面を除く外面に外導体を設け、前記誘電体ブロックの貫通孔に内導体を設けてなる誘電体同軸共振器と、
    前記内導体に接続されるインピーダンス素子を構成している結合部材と、
    前記誘電体同軸共振器および前記結合部材を天面に搭載している基板と、
    前記誘電体ブロックの貫通孔に挿入され、第一端が前記誘電体ブロックの正面側に突出して前記結合部材と接しており、第二端が前記誘電体ブロックの背面側に突出しており、前記基板よりも高い熱伝導性を有する接続端子と、
    を備える、共振器装置。
11. 前記接続端子は棒状に構成されている、請求項９または１０に記載の共振器装置。
12. 流動性と、前記基板よりも高い熱伝導性とを有する緩衝材を備え、
    前記接続端子の第二端が、前記緩衝材に覆われている、請求項９〜１１のいずれかに記載の共振器装置。
13. 前記接続端子の第二端が、前記誘電体ブロックの背面側に直進する、請求項９〜１２のいずれかに記載の共振器装置。
14. 前記接続端子の第二端が、前記誘電体ブロックの底面側に屈曲する、請求項９〜１２のいずれかに記載の共振器装置。
15. 前記接続端子の第二端が、前記誘電体ブロックの天面側に屈曲する、請求項９〜１２のいずれかに記載の共振器装置。
16. 複数の前記誘電体同軸共振器と、前記誘電体同軸共振器それぞれに取り付けられている複数の接続端子と、を備え、
    前記複数の接続端子のうちの、少なくとも一つを除いて、接続端子の第二端が前記誘電体ブロックの背面側に突出している、請求項９〜１５のいずれかに記載の共振器装置。
17. 前記誘電体同軸共振器は、底面の一部領域が前記基板から露出している、請求項９〜１６のいずれかに記載の共振器装置。

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